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1、实验五 决策支持和商务智能（4学时）一、实验目的1理解DSS支持管理人员解决半结构化、非结构化决策问题。2理解DSS基本部件中的数据库及其管理系统、模型库及其管理系统、方法库及其管理系统如何综合运用有关数据、求解模型、计算方法等。3掌握相关的数理统计与定量分析方法在Microsoft Excel 2010中的具体操作；了解Microsoft Excel 2010在企业管理与决策、个人日常生活中的高级应用。4在SQL Server中体验和认识OLAP在决策支持中的应用，以及数据挖掘如何发现隐藏在数据中的有用信息并辅助于决策。二、实验内容实验5-1 指数平滑预测法实验背景：指数平滑法是依据事物变化
2、的连续性原理，通过掌握事物过去运动轨迹（即利用历史数据）来预测未来事物发展的规律的一种预测方法。这里采用Excel 2003中的指数平滑计算公式： 公式中的St+1和St分别代表第t+1期和第t期的指数平滑值，yt代表第t期的变量原始数据；是阻尼系数，其中01。公式中的t+1期平滑值St+1就是预测值。经过迭代，并取S1=y1，我们可以将公式化为：从此形式不难发现，新估计值等于各期原始数据的加权平均值，且各期原始数据的权重随着期数的前推以指数形式衰减，阻尼系数决定了权重衰减速度。值越小，权重衰减速度越快，相应的，近期数据在预测值St+1中所占的比重越大；增大，权重衰减速度减慢，近期数据对St+
3、1值的影响程度也随之减弱；越接近1，St+1值越接近全部数据的平均数据值。下面，以实例说明利用Excel进行指数平滑预测的步骤以及对预测结果的影响。实验数据： 假设某商场2014年家电部销售额（百万元）的记录如表5.1所示，现用指数平滑预测法，分别取=0.2、=0.5和=0.8对2015年1月份的销售额进行预测，并比较的3种不同取值对预测结果的影响。表5.1 某商场2014年家电部销售额月份123456789101112销售额354258402842626251675558实验步骤：（1）首先在Excel中输入数据和相关信息，如图5.1所示。图5.1 输入数据和相关信息 （2）单击“数据”项下
4、的“数据分析”，如图5.2示，从打开的“数据分析”对话框中选择“指数平滑”分析工具，如图5.3所示，单击“确定”按钮，打开“指数平滑”对话框。图5.2 单击“数据”下的“数据分析”命令图5.3 “数据分析”对话框 需要说明的是，中文版Office 2010在初次安装后，并未加载“分析工具库”，需要先进行安装。其具体方法是，单击“文件”|“选项”命令，如图5.4所示，从打开的对话框中选中“加载项”下的“分析工具库”复选框，如图5.5所示，单击“转到”按钮，在弹出的对话框中勾选“分析工具库”，如图5.6，并单击“确定”即可。图5.4 单击“文件”|“选项”命令 图5.5 选中“分析工具库”复选框图
5、5.6 勾选“分析工具库”（3）将光标移至“输入区域”输入框，输入销售额数据(光标在输入框闪烁时，选中销售额数据区域即可)，如图5.7所示。然后，在“阻尼系数”输入框中输入0.2，如图5.8所示。再将光标移至“输出区域”输入框，选中单元格C2，如图5.9所示，然后单击“确定”按钮，得到平滑值。将鼠标移至最后一个平滑值所在单元格的右下角，鼠标变为复制手柄，向下拖动一格，即在此格内产生了2015年1月份的预测值，如图5.10所示。图5.7 输入销售额数据图5.8 输入阻尼系数图5.9 选中C2单元格图5.10 向下拖动一格（4）按照上述方法，分别取=0.5和=0.8进行预测。（5）选中原始数据和3
6、次的平滑数据，如图5.11所示，单击工具栏上的“插入”按钮，选择“折线图”选项，如图5.12所示，即可产生这两组数据的折线图，如图5.13所示。 图5.11 选中原始数据和3次的平滑数据图5.12 选择“折线图”选项图5.13 折线图结果实验结果：（1）将Excel文件命名为“学号姓名-指数平滑预测法”，如“20114030306张三-指数平滑预测法.xlsx”。以下实验结果的相关截图中都应有Excel文件名的信息。（2）给出图5.13的截图，并要求在Excel中的图表区为“系列”修改名称、为“图表”添加标题、为“坐标轴”添加名称。也可在图表区进行更多的细节标注与修饰，以达到更好的图示效果。（
7、3）分析和比较分别为0.2、0.5、0.8三个不同值时，预测曲线与原始数据曲线的拟合效果。（4）按照本实验的操作步骤，为设置两个另外的数值，也给出已设置细节标注与修饰的截图，并分析和比较分别为不同值时，预测曲线与原始数据曲线的拟合效果。实验5-2 一元线性回归预测法实验背景：线性回归预测法是利用事物发展的相关性和相似性规律。 同指数平滑一样，需利用历史统计数据，从中分析出事物发展的因变量与自变量之间的比例关系回归方程，以预测未来。一元线性回归预测法，是指两个具有线性关系的变量，根据自变量的变动来预测因变量平均发展趋势的方法，其模型为： y=a+bx模型的回归系数采用最小二乘法（Ordinary
8、 Least square）进行估计，记 根据极值原理，对a和b分别求偏导数，并令其等于零，得到回归参数的估计值： 一元线性回归的常用检验有两种，一是拟合优度的检验，其指标是可决系数R2，R2值越大，说明回归曲线与原曲线的拟合程度越高。另一种是显著性的检验，相应的参数是P值，这个数值说明了该变量的显著程度。例如，若变量x的P值是0.019，这说明，x的系数b为零的可能性不到0.02，也就是说x在98%的置信度下是显著的。Excel内嵌了回归分析工具，只需输入数据即可得到参数值和相关检验值。下面，通过一个实例来说明Excel中一元线性回归的具体操作。实验数据：表5.2是某企业2014年的月销售量
9、（单位：件）和月销售成本（单位：元）的统计数据。现使用一元线性回归模型对一定月销售量下的月销售成本进行预测。在y=a+bx中，a为销售成本中的固定成本；bx为销售成本中的总变动成本；b为单位变动成本；x为销售量。表5.2 某企业2014年的月销售量和月销售成本月份销售量（单位：件）销售成本（单位：元）140893551542508945733735800538658445683897305461241000064908424273752144678828588848950094555412289106532567798116258526787124605401134实验步骤：（1）首先在Exc
10、el中输入相关信息，如图5.14所示，然后，同时选中自变量和因变量区域，如图5.15所示，点击“插入”按钮，选择“散点图”选项，并选择第一个散点图图标，如图5.16所示，绘制出散点图，如图5.17所示。通过观察散点图可以发现，月销售成本随着月销售额的增长基本呈现线性增长态势，因此，可以尝试使用一元线性回归进行预测。图5.14 输入相关信息图5.15 同时选中自变量和因变量区域图5.16 选择“散点图”图标图5.17 散点图 (2) 单击“数据”项下的“数据分析”，在弹出的对话框中选择“回归”命令，打开“回归”对话框，如图5.18所示，并将月销售成本和月销售额数据分别输入“Y值输入区域”和“X值
11、输入区域”输入框中，选中“线性拟合图”，单击“确定”按钮。分析结果将在新的工作表中产生，如图5.19所示。图5.18 “回归”对话框图5.19 分析结果结果表单中包括3个部分： 回归统计表、方差分析表和统计检验表。从回归统计表中可以看到，R2的值约为0.945885421，从经验上看，拟合程度可以接受。从下方的统计检验表中可以看到，变量x的系数b为零的可能性，也就是相应的P值，约为1.17E-07，也就是1.1710-7。显然，x的显著程度很高。实验结果：（1）将Excel文件命名为“学号姓名-一元线性回归预测法”，如“20114030306张三-一元线性回归预测法.xlsx”。（2）给出图5
12、.19的截图，截图中应有Excel文件名的信息。（3）根据图5.19的分析结果，请写出回归预测模型。（4）假如当前时间为2015年元月初，该企业预计2015年1月销售量为6000件，请根据回归预测模型对2015年1月的销售成本进行预测。实验5-3 线性规划决策法实验背景：线性规划决策法是模型选优决策法中的一种，线性规划也是运筹学的一个重要分支，是解决资源的有效利用和管理问题一种数学方法：运用线性规划来求解实际问题，归结一点就是一个极值问题的求解问题，即在线性等式和线性不等式的约束条件下求目标函数极值的问题。问题的一般形式为：目标函数：约束条件：Excel 提供了求解各种最优化问题的工具，可以很
13、方便的求出问题的解。下面结合一个实例，具体说明操作过程。实验数据：某小型木材加工厂仅生产桌子和椅子两种家具，已有木板300板英尺(木材的一种计量单位)，可利用的工时为110小时，每种家具所需的材料、工时及利润如表5.3所示。表5.3 每种家具所需的材料、工时及利润单位产品桌子椅子木板(英尺)3020工时(小时)510利润(元)68设桌子和椅子的最优数量分别为x和y，则有：目标函数：约束条件：实验步骤：（1）按照图所示在Excel中输入相关信息，如图5.20所示。其中“总额”一列应该以公式形式输入，其具体输入内容由上至下依次为“=B2*B5+C2*C5”、“=B3*B5+C3*C5”、“=B4*
14、B5+C4*C5”，如图5.21所示。图5.20 输入相关信息图5.21 “总额”列以公式形式输入需要说明的是，中文版Office 2010在初次安装后，同样并未加载“规划求解加载项”，需要先进行安装。其具体方法是，单击“文件”|“选项”命令，如图5.22所示，从打开的对话框中选中“加载项”下的“规划求解加载项”复选框，如图5.23所示，单击“转到”按钮，在弹出的对话框中勾选“规划求解加载项”，如图5.24，并单击“确定”即可。图5.22 单击“文件”|“选项”命令图5.23 选中“规划求解加载项”复选框图5.24 勾选“规划求解加载项” (2) 单击“数据”项下的“规划求解”命令，如图5.2
15、5所示，打开“规划求解参数”对话框，如图5.26所示； 将光标移至“设置目标”输入框内，然后选中D4单元格，如图5.27所示； 再将光标移至“通过更改可变单元格”输入框内，然后同时选中B5和C5单元格区域，如图5.28所示。图5.25 单击“数据”项下的“规划求解”命令图5.26 “规划求解参数”对话框图5.27 选中D4单元格图5.28 同时选中B5和C5单元格 (3) 在“规划求解参数”对话框中勾选“使无约束变量为非负数”，选中“单纯线性规划”复 选框，如图5.29所示。 图5.29 勾选“使无约束变量为非负数”，选中“单纯线性规划”复选框(4) 在“规划求解参数”对话框，如图5.30所示
16、，单击“添加”按钮，打开“添加约束”对话框，如图5.31所示，在此对话框的“单元格引用位置”和“约束值”两个输入框内分别输入D2和E2单元格，如图5.32所示。单击“确定”按钮后关闭此对话框，回到“规划求解参数”对话框，此时在“约束”输入框内出现一个约束条件$D$2$E$2，如图5.33所示。再按照同样方法输入条件“$D$3$E$3”。事实上，在输入这两个条件中间，不必退出“添加约束”对话框，可以连续输入后再退出。图5.30 单击“添加”按钮图5.31 “添加约束”对话框图5.32 输入“单元格引用位置”和“约束值”图5.33 显示约束条件 (5) 两个条件输入完成后，单击“求解”按钮，如图5
17、.34所示，打开“规划求解结果”对话框，如图5.35所示，同时，原先在工作表中输入的数据也已经改变为结果数据。直接单击对话框中的“确定”按钮，保留结果数据。从结果数据中可以看到，桌子和椅子的最优生产数量分别为4和9，此时最大利润为96。图5.34 单击“求解”按钮图5.35 结果数据实验结果：（1）将Excel文件命名为“学号姓名-线性规划决策法”，如“20114030306张三-线性规划决策法.xlsx”。以下实验结果的相关截图中都应有Excel文件名的信息。（2）给出图5.35的截图。（3）将“利润”设置为介于最小值与最大值之间的一个数值，尝试求解桌子与椅子的最优数量（即设置成本为“值为”
18、）。请给出图5.35的截图。实验5-4 固定资产折旧的计算实验背景：固定资产折旧是指在固定资产使用寿命内，按照确定的方法对应折旧额进行系统分摊；其实质是指价值从固定资产向产品成本的转移。固定资产折旧的计算有多种不同的方法，本实验采用了常用的三种方法。实验数据：假设某公司的固定资产原始数据如图5.36所示。为了方便起见，已经建立了工作表“固定资产卡片”。现分别采用“直线折旧法”、“双倍余额递减法”和“年数总和法”三种方法进行固定资产折旧的计算。图5.36 公司原始数据实验步骤：（1）根据工作表“固定资产卡片”，建立工作表“固定资产折旧”，并输入数据。如图5.37所示。图5.37 建立“固定资产折
19、旧”（2）计算“净残值”。在单元格H3中输入公式“=F3*G3”，按【Enter】完成输入，然后将该单元中的公式填充到该列的其他单元格中。如图5.38所示。图5.38 计算净残值（3）计算“已提折旧月数”。在单元格I3中输入公式： “=INT(DAYS360(D3,DATE(2013,8,31)/30)”，按【Enter】完成输入，然后将该单元中的公式填充到该列的其他单元格中。如图5.39所示。图5.39 计算已提折旧月数（4）直线折旧法（SLN函数）计算固定资产折旧额。选定J3单元格，单击“插入函数”图标，弹出【插入函数】对话框，在【或选择类别】下拉列表中选择【财务】选项，然后在【选择函数】
20、列表框中选择【SLN】选项。如图5.40所示。图5.40 选择SLN函数单击【确定】按钮，弹出【函数参数】对话框，在【Cost】文本框中输入“F3”,在【Salvage】文本框中输入“H3”，在【Life】文本框中输入“E3*12”。如图5.41所示。图5.41 输入SLN函数参数单击【确定】按钮，然后将该单元中的公式填充到该列的其他单元格中。如图5.42所示。图5.42 得出计算结果（5）双倍余额递减法（DDB函数）计算固定资产折旧额。选定K3单元格，单击“插入函数”图标，弹出【插入函数】对话框，在【或选择类别】下拉列表中选择【财务】选项，然后在【选择函数】列表框中选择【DDB】选项。如图5
21、.43所示。图5.43 选择DDB函数单击【确定】按钮，弹出【函数参数】对话框，在【Cost】文本框中输入“F3”,在【Salvage】文本框中输入“H3”，在【Life】文本框中输入“E3*12”,在【Period】文本框中输入“I3”。如图5.44所示。图5.44 输入DDB函数参数单击【确定】按钮，然后将该单元中的公式填充到该列的其他单元格中。如图5.45所示。图5.45 得出计算结果（6）年数总和法（SYD函数）计算固定资产折旧额。选定L3单元格，单击“插入函数”图标，弹出【插入函数】对话框，在【或选择类别】下拉列表中选择【财务】选项，然后在【选择函数】列表框中选择【SYD】选项，如图
22、5.46所示。图5.46 选择SYD函数单击【确定】按钮，弹出【函数参数】对话框，在【Cost】文本框中输入“F3”,在【Salvage】文本框中输入“H3”，在【Life】文本框中输入“E3*12”,在【Per】文本框中输入“I3”,如图5.47所示。图5.47 输入SYD函数参数单击【确定】按钮，然后将该单元中的公式填充到该列的其他单元格中。如图5.48所示。图5.48 得出计算结果实验结果：（1）将Excel文件重命名为“学号姓名-固定资产折旧的计算”，如“20114030306张三-固定资产折旧的计算.xlsx”。（2）本实验步骤（3）是计算“已提折旧月数”，尝试将引用的“DATE(2
23、013,8,31)”修改为其他日期，继续完成本实验。请给出图5.48的截图，截图中应有Excel文件名的信息。实验5-5 利润表等财务报表的编制实验背景：企业发生的每笔业务，最初以“记账凭证”的形式记录下来。随后，这些业务信息转移到“会计账簿”中，并进行一系列的核算汇总后生成了“会计报表”。“利润表”（属于会计报表）中的各项数据，则来自于“总帐表”（属于会计账簿）相对应各项数据的计算结果，具有高度的汇总性，反映了企业的经营成果。实验数据：假设某公司的“总帐表”数据如图5.49所示。为了方便起见，已经建立了工作表“总帐表”。现进行“利润表”的编制。图5.49 总账表实验步骤：（1）选择“利润表”
24、工作表，输入编制单位（设置一个公司的名称），日期为“2014年12月”，单位为“元”。（2）在C列单元格区域单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“设置单元格格式”命令，打开“设置单元格格式”对话框。（3）在“分类”列表框中选择“会计专用”选项，“小数位数”数值框中输入“0”，“货币符号”下拉列表框选择“无”选项。如图5.50所示。图5. 50 设置单元格格式（4） 选择C4单元格，输入公式“总账表!F31”，按【Enter】键计算出“营业收入”项目。如图5.51所示。图5.51 计算“营业收入”（5）选择C5单元格，输入公式“总账表!E32”，按【Enter】键计算出“营业成本”项目，如图5.
25、52。图5.52 计算“营业成本”（6）选择C6单元格，输入公式“总账表!E33”，按【Enter】键计算出“营业税金及附加”项目。（7）选择C7单元格，输入公式“总账表!E34”，按【Enter】键计算出“销售费用”项目。（8）选择C8单元格，输入公式“总账表!E35”，按【Enter】键计算出“管理费用”项目。（9）选择C9单元格，输入公式“总账表!E36”，按【Enter】键计算出“财务费用”项目。（10）对于未发生业务的“资产减值损失、公允价值变动损益和投资收益”等项目，选择C10：C13单元格，输入数值“0”，按【CtrlEnter】键。（11）选择C14单元格，输入公式“C4-SU
26、M(C5:C9)”，按【Enter】键计算出“营业利润”项目。（12）对于未发生业务的“营业外收入”项目，选择C15单元格，输入数值“0”。（13）选择C16单元格，输入公式“总账表!E37”，按【Enter】键计算出“营业外支出”项目。（14）选择C18单元格，输入公式“C14-C16”，按【Enter】键计算出“利润总额”项目。（15）选择C19单元格，输入公式“总账表!E38”，按【Enter】键计算出“所得税费用”项目。（16）选择C20单元格，输入公式“C18-C19”，按【Enter】键计算出“净利润”项目，如图5.53所示。 图5.53 计算“净利润”实验结果：（1）将Excel
27、文件重命名为为“学号姓名-利润表的编制”，如“20114030306张三-利润表的编制.xlsx”。（2）修改“总账表”中的某个数据，观察“利润表”中的变化。给出“总账表”的截图，并加框线标注修改部分；给出“利润表”的截图，并加框线标注变化部分。截图中应有Excel文件名的信息。（3）思考“资产负债表”、“现金流量表”的编制方法。实验5-6 住房贷款分期还款的最优方案 实验背景：住房贷款的还款方法有多种，其中“等额本息还款法”是指：在贷款期限内每期以相等的额度偿还贷款本金和利息的方法。银行针对住房贷款客户的“实际执行利率”，往往是在国家规定的“基准利率”上下浮动，并以“浮动率”表示上下浮动的幅
28、度。即：实际执行利率=基准利率*(1+浮动率)。为了便于理解，我们采用假设数据进行本实验，如表5.4所示。表5.4 某银行基准利率与实际执行利率基准利率5%贷款年限1015202530浮动率-20%-10%0%10%20%实际执行利率4.00%4.50%5.00%5.50%6.00%PMT(Rate,Nper,Pv,Fv,Type)，基于固定利率及等额本息还款方式，返回贷款的等额分期偿还额。其中，各参数如下：Rate表示贷款利率；Nper表示贷款时限；Pv表示贷款额；Fv表示为未来值，或在最后一次还款后希望得到的现金余额。Type为 0，表示指定各期的还款时间是在期末；Type为 1，表示表示
29、指定各期的还款时间是在期初。实验数据：大学毕业后拥有了稳定的工作，计划通过分期还款的方式购买某小区一套价值80万的住房。若计划“还款期限”为30年，目前实际执行利率为6%，现进行每月偿还额的计算。实验步骤：（1）输入相关数据，如图5.54所示。图5.54 输入相关数据 (2) 选择B4单元格区域，单击函数图标，如图2所示。选择“财务”类别下的“PMT”函数，如图5.55和5.56所示。图5.55 选择“财务“类别图5.56 选择“PMT”函数（3）在弹出的对话框中，设置PMT函数的各个参数，如图5.57所示。注意：将“年利率”转化为“月利率”，将时间由“年”转化成“月”。单击“确定“，单元格B
30、4即得出计算结果，如图5.58所示。图5.57 设置PMT函数的各个参数图5.58 得出计算结果实验结果：（1）将Excel文件重命名为为“学号姓名-住房贷款分期还款的最优方案”，如“20114030306张三-住房贷款分期还款的最优方案.xlsx”。（2）修改“贷款额”的值，观察“月偿还额”的值的变化。给出计算结果的截图，截图中应有Excel文件名的信息。（4）不同的贷款年限，由于风险不同可能会执行不同的贷款利率。现进行不同贷款年限及贷款利率下的月偿还额的计算，以便根据自身每月的还款能力，选择最优还款方案。输入相关数据，如图5.59所示。需要注意：“实际执行利率”行单元格B5:F5的数值不是
31、直接输入的，而是通过插入计算公式得出的。图5.59 输入相关数据在单元格B6中引入公式：=PMT(B5/12, B3*12,$B$1)，注意：该公式中的“$B$1”。如图5.60所示。图5.60 在单元格B6中引入PMT函数将B6单元格中的公式填充至单元格F6，即为最后计算结果，如图5.61所示。 图5.61 计算结果实验结果：（3）修改“贷款额”的值，观察“月偿还额”的值的变化。给出图5.61的截图，截图中应有Excel文件名的信息。（4）修改“基准利率”的值，观察“月偿还额”的值的变化。给出图5.61的截图，截图中应有Excel文件名的信息。（5）请分析图5.61计算结果的现实意义。（5）
32、若每月工资中最多可有3000元用以偿还房贷，计划25年还清房贷，且房贷实际执行利率为5.50%，现计算可承担的最大住房贷款额，以便根据总房价与贷款方式选项适合自己的住房进行购买。（这是理论上可承担的最大住房贷款额；在现实中，公积金贷款或商业贷款等不同方式，以及相关条件的审核，也会影响住房贷款额。）首先输入相关数据，并在B1公式栏内输入“=PMT(B2/12,B3*12,B4)”，如图5.62所示。注意：将B1的单元格格式设置成货币形式；将B2的单元格格式设置成百分比形式。图5.62 输入相关数据单击“数据”菜单栏，再单击“模拟分析”下的“单变量求解”，如图5.63所示。图5.63 选择“单变量
33、求解”在弹出的对话框中，设置“目标单元格”为“$B$1”，“目标值”为“-3000”，“可变单元格”为“$B$4”，如图5.64所示。单击“确定”，得出计算结果，如图5.65所示。图5.64 设置“单变量求解”图5.65 得出计算结果 再次单击“确定”，得出最终计算结果，如图5.66所示。图5.66 最终计算结果实验结果：（6）修改“月偿还额”的值，观察“可贷款额”的值的变化。给出计算结果的截图，截图中应有Excel文件名的信息。（7）根据表5.4，修改“实际执行利率”和“贷款年限”的值，观察“可贷款额”的值的变化。给出计算结果的截图，截图中应有Excel文件名的信息。（8）请分析“住房贷款分期还款的最优方案”的影响因素。（6）根据“参考资料”，尝试和比较其他的还款方法。
